道路勘测与设计第五章横断面设计课件.ppt

1、第五章 横断面设计道路横断面道路横断面是指中线上各点的法向切面，由横断面设计线和地面线构成。设计线包括行车道、路肩、分隔带、边沟、边坡、截水沟、护坡带、及取土堆、弃土堆、环境保护设施。符合标准兼顾农田建设（排水沟），节约用地拦截、排出地面水和地下水。沿河线的弃方要求第1页，共32页。第一节 道路横断面组成一、公路横断面组成路幅：路基顶面两路肩外侧边缘之间的部分。高等级道路：整体式断面 分隔式断面第2页，共32页。路幅布置：单幅双车道单幅双车道：整体式的供双向行车的双车道公路交通量较大,非机动车混入率高双幅多车道双幅多车道：高、一级公路，立交，全封闭，服务设施设计车速高、通行能力大单车道单车道：

2、车道宽度3.50m，设置错车道交通量小、地形复杂工程艰巨第3页，共32页。二、城市道路横断面组成机动车道行车道：非机动车道人行道、分隔带、绿带单幅路单幅路(一块板一块板)：混合行驶，占地少，投资省，不利于安全，机动车交通量大而非机动车少？=40m四幅路四幅路：分隔带，最有利，占地多，适用机动车速度高交通量大，非机动车多，高速公路第4页，共32页。第二节 行车道宽度一、双车道公路行车道宽度的确定 B单=(a+c)/2+x+y(图)B双=a+c+2x+2y对高、一级公路采用3.75m第5页，共32页。二、中央分隔带的行车道宽度(见p102)一般：3.75m，3.50m 取消：高速公路交通量超过四车

3、道容量时，其车道数可按双数增加，三车道公路，当交通量超过7000辆/日，其事故发生率比双车道公路大得多，且正面装车的恶性交通事故所占比例很大，而小于7000时，事故率要低。因此取消或未列入，只在极不平衡或上坡方向卡车数量多。三、城市道路的行车道宽度 V=40km/h 3.75m 3.50m第6页，共32页。第三节 路肩、分车带、路侧带与路缘石路基各组成部分：保护路面1.路肩：停放车辆、埋设管道增加视距、增加安全感增加美观人行道、非机动车道、警察的临时专用道。硬路肩：铺设的路肩，能承受汽车荷载的作用。土路肩：提供侧向余宽。对高速公路，现采用3.25或3.50m（四？），若采用2.5m会发生车辆碰

4、撞事故。第7页，共32页。2、中间带：高、一级公路应设置中间带，一级至少应设分隔设施分隔车流：避免快速驶入，认错对向车道，减少中线交通阻 力，避免调头。附属设施：设置标志牌，交通管理设施，可防眩，埋设管 线，引导司机视线。分隔带分隔带：路缘石分界。路缘带路缘带：诱导视线，提供侧向余宽。宽度一般在2.50m4.50m之间，极限采用3.00m及2.00m分隔带断面4.5，过渡段在回旋线全长 若4.5m，应设在半径较大平曲线上第8页，共32页。3.路缘石：立式、斜式、曲线式4.路基宽度：一个横断面上两侧路肩边缘点间的宽度称路基宽度。一般值、变化值与原规范不同。5.路基边坡：路堤边坡:=20m时，稳定

5、验算 路堑边坡：抛物线美化边坡。第9页，共32页。6.边沟与截水沟 边沟：为汇集并排除路面、路肩和边坡的水流，在路基两侧设置的水沟梯形：矩形：三角形：1:mbh1:Dhb1:mh第10页，共32页。截水沟：为拦截并排除流向路基的地面水流，以避免对路基边坡冲刷等而设置的排水沟。7.取土坑和弃土堆 取土坑：沿线取土坑集中取土坑 弃土堆：不造成水土流失梯形取土堆第11页，共32页。8.公路用地：？路堤两侧排水沟外缘，排水沟、截水沟（路堤坡顶）外不小于1m（无排水沟则为路堤坡脚），此外，路堑坡顶截水沟外边缘(路堑坡顶）以外1m的范围。？第12页，共32页。9.路拱为利于路面排水，将路面做成由中央向两侧

6、倾斜的拱形，用百分率表示。但不利于行车、平衡；需要考虑路面平整度、透水性、当地自然条件等等。形式：直线型、抛物线型、折线型、混合型土路肩时要求比横披度增大1.02.0硬路基可稍大第13页，共32页。第四节 平曲线加宽及过渡 汽车行驶在曲线上，前后轮迹不同，且驾驶员保持在车道中心线上比较困难，因此，须要加宽（2.5m+余宽）。第14页，共32页。1、静态加宽：A2(R-b)2=R2A2-2Rb+b2=0(b2省略）b=A2/2Rbn=NA2/2Rb=(A12+A22)/2R第15页，共32页。2.动态加宽：(横向摆动值）b0.05v/R1/2 内侧加宽 内侧加宽：内侧美观，工程量小，也可两侧加宽

7、。R250m时，可不加宽，单车道减办 四级公路和山岭重丘区的三级公路采用1类，其他等级较高又有大型车辆行驶的公路2类，大型集装箱运输的鞍式列车行驶的公路3类，四级道路路基采用6.5m以上宽度时，加宽时路肩宽度=0.5m。第16页，共32页。3.加宽的过渡方式(1)直线过渡：bxLxb/L(图）简单，但内侧与行车轨迹不符，缓和段起终点有折曲，不够美观，用于二、三、四级公路。(2)高次抛物线过渡：bx(4R3-3R4)b或bx4R3*b 0=x=L/2 bx=1-4(1-R)3b L/2=x=L 光滑美观，适用于高、一级公路。R第17页，共32页。(3)回旋线过渡：最理想的加宽过渡方式，符合行车轨

8、迹，顺适、美观。(4)改进直线过渡(二次抛物线）(5)四级道路的加宽4.加宽长度：与缓和曲线、超高缓和段相适应，若均无，则渐变率为1：15且长度不小于10m。第18页，共32页。第五节 超高超高：为抵消车辆在曲线路段上行驶时所产生的离心力，将路面做成外侧高于内侧的单向横坡形式。超高缓和段和超高过渡段1、超高率的确定：最大：10 8 6最小：路拱横坡度第19页，共32页。2、i值分配:I+u=V2/127R 右边V2/127R为离心加速度，需用超高和横向力系数u为平衡，那么，需要明确I和 u如何进行分配。(1)与1/R成比例进行分配，在 Rmin处到达imax 实际由于小半径平曲线上实际车速教设

9、计车速低，而在打半径曲线上接近设计车速，导致小半径曲线I过大，而打半径曲线I偏小，横向力过大。第20页，共32页。(2)超高增加，u0，超高达到imax后，u再增加到最大 8590车辆低于设计车速，15%10%车辆超出设计车速，设计车速越低，超出越多，所以考虑设计车速，采用改进方法(3)进一步改进得方法(4),能一定程度上避免几种方法得缺点。RbVA2/127imax第21页，共32页。第22页，共32页。(2)有中间带：绕中间带的中心线旋转 =4.5m的公路绕中央分隔带边缘旋转 通用绕各自行车道中线旋转 车道数=1/330。四级公路应设置超高缓和段，对线形设计有要求二次抛物线。(P115)第

10、24页，共32页。5.超高形成过程：准备阶段、双坡阶段、旋转阶段。(1)准备阶段：提肩，Lo12m，将路肩横坡提高至与路面同坡。(2)双坡阶段：路面内侧不动，外侧绕中线旋转至与内侧同坡，所需的路线长度为Xo。P=B*ih/Lc=B/2*2iG/X0 X0=Lc*ih/iG第25页，共32页。(3)旋转阶段：单向横坡后，整个路面绕内边缘线旋转，直至缓和终点，同时，路面达到ih。HYZHRL0 x0全超高断面临界断面起始断面正常断面第26页，共32页。6.超高值的计算：为了便于施工，常采用路中线、路基、路面边缘相对于路基设计高程的相对高差来控制。h中B/2*iG+bJiJ绕路面边缘的超高值计算(1

11、)圆曲线上外缘hc=bJiJ+(bj+B)*ih中线hc=bJiJ+B/2*ih内缘hc=bJiJ-(bJ+b)ihiGijijiGbjbjBiniGbJBbJb第27页，共32页。(2)超高缓和段上的超高值计算A、xx0 P=B*iG/Lc=B*ix/x ix=x/Lc*ihhcx=(B+bJ)*x/Lc*ih+bJ*iGhcx=B/2*x/Lc*ih+bJ*iJhcx=bJ*iJ-(bJ+bx)*x/Lc*ih7.横断面上超高值的计算(P115)8.超高设计图：旋转轴为横坐标，纵坐标为相对高程(p117)第29页，共32页。第六节 路基土石方数量计算及调配 是主要工程量，是评价公路测设质量

12、的重要技术经济指标，编制公路概预算的基础，计算近似。1.横断面面积计算 积距法：F=（公式）坐标法：F=（公式）2.土石方数量计算 平均断面法：V1/2*(F1+F2)2 简易、常用 棱台法：V1/3*(F1+F2)*Lc1+(1+(公式）精 度高，计算机中采用若路面厚度较大，不能忽略。第30页，共32页。3.路基土石方调配 确定填方土的来源，挖方弃土去向，计算土石方数量及运量等。先横后纵 不跨沟调运，减少上坡运土原则：照顾运土方式 综合考虑占地与移控作填 回头曲线路段，上下线上方竖向调运土石方调运方式：土石方计算表调配法调查横向平衡经济运距纵向调配借、弃土运距复核横向运距纵向调运借方填土横向运距纵向调运弃方挖方挖方借方填方弃方第31页，共32页。4.调运计算经济运距：L经B/TL免平均运距：挖方体积中心至填方体积重心间的距离。超运距离？运量：总运量调配（土石方）方数n 计价土石方数量挖方数量借方数量第32页，共32页。